Odense Fjords Opland Noget Høje- Re
Total Page：16
File Type：pdf, Size：1020Kb
4.6 Partikelbaneberegninger 4.6.1 Formål Partikelbanesimuleringer har til formål at analysere strømningsveje i grundvand og derved bestemme, hvilken transportvej og hvilke po- tentielle redoxzoner infiltrerende vand fra respektive arealer vil be- væge sig igennem. Undersøgelsen har til hensigt at udpege arealer, hvor en reduktion af nitratudvaskning vil have størst effekt på trans- porten til vandløb. 4.6.2 Fremgangsmåde Udgangspunktet for beregningerne er det simulerede vandstrøm- ningfelt. Her er anvendt beregnede grundvandshastigheder for peri- oden 1990-2000. Den 10-årige periode er gentaget 5 gange i partikel- banesimuleringerne til en samlet periode på 50 år. Partikler introdu- ceres ved simuleringsperiodens start i det overfladenære grund- vandsmagasin (øvre beregningslag). Der er specificeret 10 partikler i alle beregningsceller i modellen. Partiklerne placeres arbitrært inden for beregningscellen og transporteres for hvert tidsskridt ved hjælp af interpolerede hastigheder. Partiklen fungerer som en konservativ numerisk tracer – dvs. uden dispersion eller omsætning. Partiklerne kan fjernes fra grundvandszonen til dræn, vandløb, op- pumpninger eller over modellens rande. Partiklerne forsvinder ikke, når de bevæger sig gennem et reducerende lag. De reducerede områ- der indføres i stedet som registreringsceller i hvert enkelt grund- vandslag under redoxgrænsen. Idet partiklen bevæger sig ind i en redoxcelle, registreres den svarende til det lagnummer, partiklen be- finder sig i. Partiklen kan efterfølgende registreres i f.eks. dybere lig- gende reduceret lag, og vil ved simuleringens afslutning figurere med sin seneste registrering. En partikel, registreret i en redoxzone i det dybere grundvand, kan senere registreres i f.eks. en grundvandsoppumpning eller i dræn i grundvandsudstrømningszoner. Det vil sige, at både partikler, der passerer gennem enten oxiderede eller reducerede zoner, vil kunne optræde i opgørelsen af partikler for dræn eller oppumpning. 4.6.3 Resultater Ud fra partiklernes oprindelsessted kan der udpeges arealer, hvorfra partiklerne fortrinsvis ender i vandløbet gennem dræn, hvor de siver gennem vandløbsbund, eller hvor de ender i grundvandsoppump- ninger. Det er valgt kun at vise arealer, hvor halvdelen eller flere af partiklerne har samme ”skæbne”. Figur 4.46 viser fra hvilke arealer, partiklerne fortrinsvis ender i dræn. Det er imidlertid ikke sikkert, at alt vand, der strømmer til dræn, er nitratholdigt. Figur 4.47 viser, at arealer, hvor mere end halvdelen af de introducerede partikler på deres vej til vandløbet eller vådområdet passerer gennem en eller flere beregningsceller, er angivet som reduktionsområde. Det skal bemærkes, at det øverste beregningslag ikke er angivet som reduce- rende lag i analysen, fordi stoffet her kun delvist reduceres, mens alt 108 nitratholdigt vand, der passerer en reduceret beregningscelle i de dybere lag, forudsættes at blive fuldstændig reduceret. Visse af de i figuren viste arealer er sammenfaldende med arealer, der leverer drænvand. I figur 4.48 er vist de arealer, hvor mere end 50 % af partiklerne løber til dræn, og hvor færre end 50 % af partiklerne har været gennem en reduceret zone. Figuren viser derfor de områ- der, hvor tiltag forventes at have den største gennemslagskraft. Figur 4.49 viser områder, hvor mere end 50 % af partiklerne strøm- mer til åen via åbunden. Områderne falder i høj grad sammen med de steder, hvor åen er i kontakt med sandlag. Sker der ikke nogen reduktion i åbunden, vil disse arealer også være følsomme. Der er i de endelige beregninger ikke forudsat reduktion i åbunden. Det fremgår af figur 4.50, at især omkring Lindved Å er strømnings- retningerne meget påvirkede af vandindvinding. Fra disse områder vil kvælstof derfor primært bevæge sig mod indvindingsboringen. Som beskrevet i de tidligere kapitler er den anvendte modelopstilling relativt grov, og beregningsresultaterne kan ikke i deres nuværende form ukritisk anvendes som grundlag for administrative beslutninger for enkeltmarker. Hvor figurerne viser større sammenhængende om- råder, forventes fortolkningen at være mest sikker. Det er mindre sikkert, at områdernes grænser er helt korrekt bestemt. Modellen kan under ingen omstændigheder skelne mellem arealer under en bereg- ningscelles størrelse, hvilket i dette tilfælde er 500 * 500 m. Metodik- ken anvendes i dag i forbindelse med grundvandszonering og vil tilsvarende kunne anvendes ved udpegning af områder med størst sandsynlighed for direkte transport af nitratholdigt vand til vandløb. 109 Figur 4. 46 Arealer, hvorfra N Modelområde mindst 50 % af partiklerne Vandløb går til dræn. Partikler til dræn ≥ 50 % Figur 4.47 Arealer, hvorfra N Modelområde mindst 50 % af partiklerne Vandløb passerer en reducerende Partikler til redoxzone zone, inden de når frem til ≥ 50 % et vandløb eller vådområde. 110 Figur 4.48 Arealer, hvor N Modelområde mere end 50 % af partiklerne Vandløb bevæger sig til dræn, og Partikler til redoxzone > 50 % hvor mindre end 50 % af Partikler til dræn ≥ 50 % partiklerne har været igen- nem en reduktionszone. Dermed viser figuren de områder, hvor indgreb i arealanvendelse forventes at slå mest igennem på trans- port af nitrat til åsystemet. Figur 4.49 Arealer, hvorfra N Modelområde mindst 50 % af partiklerne Vandløb går til vandløb gennem Partikler til vandløb ≥ 50 % vandløbsbunden. 111 Figur 4.50 Arealer, hvorfra N Modelområde mindst 50 % af partiklerne Vandløb går til grundvands- Partikler til vandindvinding indvindinger. ≥ 50 % 112 4.7 Implementering af scenarierne Scenarier Der er gennemført beregninger for en række forskellige virkemidler. Virkemidlerne omfatter nogle generelle ændringer på landbrugsare- alet som sådant og en række ændringer, der er knyttet til arealanven- delsen. For landbrugsarealet generelt er der tale om ændringer i kvælstofindholdet i husdyrgødning, ændret kvælstof gødningsnorm, ændret krav til udnyttelsen af husdyrgødning, samt anvendelse af efterafgrøder i sædskifter. Der er sammensat specificerede scenarier af en række virkemidler (afsnit 4.8). For de virkemidler, hvor der er ændrede krav til udnyttelsen af kvælstof i husdyrgødningen, er gød- ningsplanerne ændret ved at ændre tilførslen af handelsgødning og i visse tilfælde husdyrgødningens fordeling inden for et sædskifte. Gødningsniveauet er fastholdt ved, at det mindre indhold af udnyt- teligt kvælstof i husdyrgødningen er erstattet med handelsgødning. Husdyrgødningstilførslen til afgrøderne er kun ændret i de tilfælde, hvor skærpelsen af udnyttelsesprocenten fører til overgødskning af marken. Her er der antaget en mere jævn fordeling af husdyrgødnin- gen til flere marker i sædskiftet. I data fra Plantedirektoratet for indberetninger af gødningsforbruget for året 2001 kan der på visse brugstyper forekomme et mindre for- brug af handelsgødning, end hvad der kan beregnes ud fra gældende gødningsnormer. Denne forskel betegnes ofte ”luft”, som i tilfælde, hvor udnyttelsesprocenten hæves, eller hvor kvælstofnormen sæn- kes, kan bruges til at bibeholde samme aktuelle kvælstofforbrug. Herved bruges ”luften” i gødningskvoten. Desuden er der i de op- stillede gennemsnitssædskifter noget ”teoretisk luft”, der opstår ved, at det opstillede sædskifte i gennemsnit har en større samlet kvæl- stofkvote end gennemsnitskvoten i datasættet fra Plantedirektoratet. Der er i modelberegninger antaget, at en evt. ”luft” i kvælstofkvoten ingen betydning har på reduktionen i handelsgødningsforbruget som følge af ændringer i kvælstofnormen eller udnyttelsesprocenten i scenarierne. Det er således antaget, at scenarieændringer slår fuldt igennem på handelsgødningsforbruget. Man kan overveje om der reelt er ”luft” i sædskifterne med VMP II- tiltagene implementeret, og om det vil betyde, at det reelle handels- gødningsforbrug vil falde mindre end i beregningerne. Normæn- dringer og øvrige stramninger har i beregningerne ført til et fald i handelsgødningsforbrug fra 2000/01 til 2001/02 på 10 %, mens Plantedirektoratets tal viser et fald på 11 %. Der foreligger endnu ikke tal for 2002/03, hvor det samlede fald i tildeling i modellen, sam- menlignet med 2000/01, er 16 %. I figur 4.51 er præciseret hvilke perioder, der sammenlignes for de forskellige scenarier. 113 Figur 4.51 Oversigt over undersøgelsens struktur og de perioder, der sammenlignes for henholdsvis VMP II-slut- 1989 2002 2012 scenariet, samt for Opvarmning virkemidlerne indbyrdes. Klima: 2003-2013 =1992-2002 Sammenlign. af gns. 1998-2001 med VMPII-slut (klima 2009-2012): 1998-2001 2009-2012 Sammenlign. af scenarier over perioden 2003-2012 VMPII-slut Forb. foderudnyttelse + 5% bedre udn. af husdyrgødn. + 10% bedre udn. af husdyrgødn. mm. 4.7.1 Alle VMP II-tiltag implementeret. For rodzonen (Daisy) er beregningerne foretaget ved at gentage de beskrevne dyrkningsforhold for 2003 i 10 år. I praksis gøres dette ved at gentage klimaet fra 1992-2002 til beskrivelse af 2003-2013, som vist i figur 4.51. Næringsstoftilførslen i VMP II-periodens 10 år er ens hvert år og den samme som i 2003, se også afsnit 4.2.4. Den totale tilførsel af kvælstof til sædskifterne i VMP II-slut-situationen er ca. 9 % mindre end for 2001 og 14 % mindre end i perioden 1998-2001. Husdyrgødningstil- delingen er konstant, mens handelsgødningstildelingen er 16 % min- dre end i 2001 og 23 % mindre end i perioden 1998-2001, i alt ca. 1750 tons for det topografiske opland. Som diskuteret tidligere, er han- delsgødningstilførslen i 1998/01 sandsynligvis overvurderet med ca. 3.5 % (afsnit 4.2.4). Den reelle ændring i handelsgødningsforbrug